Met de mini-generatoren van start-up Nanoacts maak je je eigen elektriciteit

By Polya Pencheva

Hernieuwbare energie is een van de manieren om het gebruik van fossiele brandstoffen te verminderen en de opwarming van de aarde af te remmen. Maar hoewel ze hernieuwbaar zijn, zijn zon, wind en water niet altijd betrouwbaar en niet altijd beschikbaar op het moment dat er vraag naar is. Enkele Bulgaarse wetenschappers hebben een manier gevonden om met nanotechnologie energie op te wekken, Zo ontstond Nanoacts. Valery Serbezov is een van de oprichters. In deze aflevering van start-up of the day vertelt hij er alles over.

Hoe kwamen jullie op het idee voor Nanoacts?

“Het begon 33 jaar geleden, in 1989, toen de regering in Bulgarije voor het eerst de oprichting van particuliere bedrijven toestond. Wij richtten een hightech bedrijf op. Een van de dingen waar we toen aan werkten, was de ontwikkeling van een sensor voor kleurbepaling. Het was ‘s werelds eerste sensor voor kleurbepaling met behulp van LED-technologie. We gebruikten het om de kleur van kindervoeding te bestuderen. We voerden experimenten uit met deze voedingsmiddelen en staken er ook een multimeter in. Toen we de meetsnoeren eruit haalden, bleek dat ze spanning genereerden. En dat verbaasde ons echt. De pijl toonde een afwijking van 20mV-30mV-50mV.

Onze collega’s geloofden het in het begin niet. Zij meenden dat dit een soort verstoring van het elektromagnetische veld was. Maar na serieuzere experimenten bleek dat er wel degelijk elektriciteit werd opgewekt. We waren er toen niet van op de hoogte dat babyvoeding in 1989 colloïde oplossingen waren. Colloïde oplossingen zijn nano-objecten bij uitstek. Melk is ook een colloïde oplossing. Maar dat wisten we toen dus nog niet. Nanotechnologie was nog niet populair. Eén collega ging naar Amerika, één naar Syrië. Ik kreeg een uitnodiging om naar Pakistan te gaan. Dus bleef die ontdekking liggen.” 

In 2020 besloten een collega van mij en ik dit onderwerp weer op te pakken, omdat het al relevanter begon te worden door het Groenpact en in het licht van broeikasgassen. Zonder een bedrijf op te richten, deden we dezelfde experimenten en gebruikten we andere, meer geavanceerde materialen. Later, in 2021, hebben we Nanoacts geregistreerd, nadat we in 2020 ons octrooi hadden vrijgegeven.”

Even over het parket lopen als je meer stroom nodig hebt

Je kunt een windmolentje in je tuin zetten als je zelf stroom wilt opwekken. Of zonnepanelen op je dak. Maar je kunt ook dankzij het piëzo-elektrisch effect stroom opwekken door over slim parket te lopen.

Welk probleem los je op?

“We kunnen apparaten ontwerpen die onafhankelijk van externe energiebronnen kunnen worden gebruikt. Het is in principe ook mogelijk het energieplatform volledig te democratiseren dat nu steunt op traditionele hernieuwbare bronnen met zonne-energie, waterkracht, wind, en thermische energie. Deze zijn niet constant. We hebben ze wanneer we wind of zon hebben, en ze zijn niet altijd daarwaar ze het meest nodig zijn. Er moet een transmissienetwerk worden aangelegd. Terwijl deze nanogeneratoren bijvoorbeeld al stroom opwekken als je ze aan je handen monteert en vervolgens je vingers beweegt.”

Hoe werkt een nanogenerator?

“Nanogeneratoren zijn gebaseerd op 3 zeer populaire effecten in de klassieke natuurkunde. Het eerste is het zogenaamde piëzo-elektrisch effect. Een voorbeeld zijn de aanstekers die voorzien zijn van een piëzo-elektrisch steentje. Wanneer deze wordt aangeslagen, treedt mechanische vervorming op. Door deze mechanische vervorming wordt elektriciteit opgewekt. Dit is het eerste effect.

Het tweede effect, dat ook betrekkelijk eenvoudig kan worden verklaard, is het tribo-elektrisch effect; je kent het ook als statische elektriciteit. Wanneer wrijving optreedt, bijvoorbeeld wanneer we kleding dragen, ontstaan vonken als gevolg van de verschillen in de weefsels.

En het derde effect waar nanogeneratoren op gebaseerd zijn is pyro-elektriciteit. Wanneer er een temperatuurverschil is, kan een gewoon thermokoppel elektriciteit opwekken. Maar wanneer de gebruikte materialen een nanostructuur hebben, is hun oppervlak typisch zeer goed ontwikkeld, en zijn deze effecten zichtbaar.”

Hoe kun je die techniek in apparaten toepassen?

“De toepassingen voor nanogeneratoren zijn talrijk. Zij kunnen zowel voor persoonlijke als voor industriële toepassingen worden gebruikt. Wij hebben twee soorten nanogeneratoren ontwikkeld: één heeft een vermogen tot 1 watt. Wij hebben ons gericht op het testen en ontwikkelen van commerciële apparaten voor deze kleine nanogenerator die meer geschikt is voor persoonlijk gebruik. Hij kan worden gebruikt om smartphones, tablets, scheerapparaten en allerlei andere apparaten op te laden.

Het andere type is voor industriële toepassingen, met name voor Industrie 4.0 en IoT; het vermogen ervan is maximaal 100 watt. We zullen in de toekomst meer aan deze nanogenerator gaan werken. Nanogeneratoren kunnen ook in het vervoer worden gebruikt. Ze kunnen bijvoorbeeld batterijen vervangen en zo de stroomvoorziening voor auto’s en vliegtuigen op basis van nanogeneratoren mogelijk maken.”

Hoe sla je de energie op?

“De apparaten zijn 100 procent zelfvoorzienend, wat betekent dat ze geen kabels hebben, zelf produceren wat nodig is en het ook zelf opslaan. Ongebruikte energie wordt opgeslagen in een speciale krachtige condensator en kan worden gebruikt wanneer dat nodig is.”

Hoe zijn de omstandigheden voor een start-up in Bulgarije?

“De financieringssituatie in Bulgarije is zeer moeilijk, zoals tegenwoordig overal ter wereld, om verschillende redenen. Het probleem in Bulgarije is dat het ecosysteem voor durfkapitaal nog erg nieuw is. Het is nog niet volwassen genoeg. Mensen willen heel snel winst maken door in softwarebedrijven te investeren. De durfkapitaalbedrijven zijn ook financieel erg zwak. Zij hebben niet genoeg financiering voor degenen die een start-up willen opzetten. Dit zijn de belangrijkste problemen. Daarom zoeken wij financiering bij andere risicokapitaalbedrijven in Europa en zoeken wij naar andere manieren en benaderingen.”

Waar ben je trots op?

“Nanoacts is een zeer jong bedrijf. Maar het beste wat we tot nu toe hebben bereikt, is dat we een zeer hecht, verantwoordelijk team hebben, waartoe Daniel Hristov en Hristo Kisov behoren. Dit zijn mensen die toegewijd zijn aan dit idee, ondanks het feit dat zij hun ervaring op verschillende wetenschappelijke en zakelijke gebieden hebben opgedaan. Het belangrijkste idee is dat we het platform voor de traditionele producenten van hernieuwbare elektriciteit kunnen vervangen door een absoluut nieuw platform. Op die manier kunnen wij een directe impact hebben op de vermindering van de CO₂-emissies en broeikasgassen en democratiseren wij in feite de energiehandel.”

Nanozeefjes halen vieze deeltjes uit het afvalwater

De UT heeft een membraanproefinstallatie op de rioolwaterzuivering Enschede gebouwd. Dit gebeurde als onderdeel van het NWO-TTW-onderzoek naar een nieuwe technologie.

Hoe ziet de toekomst er voor je uit?

“In ons bedrijfsplan hebben wij berekend dat wij over ongeveer 44 maanden klaar zijn om ons product op de markt te brengent. We gaan dan ofwel fuseren met een groot bedrijf dat voor ons marketing en verkoop gaat doen via reeds gevestigde netwerken, ofwel we gaan onze producten diversifiëren. We gaan in elk geval een aantal nieuwe verrassende dingen maken op basis van onze octrooien.”

Lees ook andere afleveringen uit deze serie.

Iedere dag zet Innovation Origins een start-up in de schijnwerpers. Lees ze allemaal.